Question

【題目】2016年9月8日iphone7發(fā)布，軟磁鐵氧體是生產(chǎn)手機(jī)必不可少的材料,這種材料的原料之一是四氧化三錳。四氧化三錳的制法有焙燒法和還原法,某生產(chǎn)流程4：

（1）寫出反應(yīng)②的化學(xué)方程式：____________________________。實(shí)驗(yàn)室焙燒固體時(shí)用到的硅酸鹽儀器是______________。

（2）通常所說(shuō)的四氧化三錳中，錳元素的價(jià)態(tài)既有+2，可能也有+3和+4價(jià)。

假設(shè)一：錳的價(jià)態(tài)是+2和+4價(jià)。

假設(shè)二：錳的價(jià)態(tài)是____________。

假設(shè)三：錳的價(jià)態(tài)是_______________。

（3）查閱資料得知硫酸銨-硫酸溶液可選擇性溶解試樣中的二價(jià)錳�；�于假設(shè)一成立，某化學(xué)興趣小組同學(xué)進(jìn)行如下表的研究，請(qǐng)完成表中的內(nèi)容：

實(shí)驗(yàn)步驟（不要求寫詳細(xì)的操作過(guò)程）	預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論
①準(zhǔn)確稱取6.87克Mn3O4樣品
②
③
④稱量剩余固體的質(zhì)量

（4）用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定未知濃度的草酸氫鉀溶液，滴定終點(diǎn)的標(biāo)志是_______________。

Answer 1

【答案】

（1）l2Mn2〇3+CH4=8Mn3O4+ CO2 + 2H2O 坩堝

（2） +2 和+3 +2、+3和+4

（3）

實(shí)驗(yàn)步驟（不要求寫詳細(xì)的操作過(guò)程）	預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論
①準(zhǔn)確稱取6.87克Mn3O4樣品	若剩余的固體質(zhì)量約為2.61g，則假設(shè)一成立
②加入過(guò)量硫酸銨-硫酸溶液溶解試樣中的MnO
③過(guò)濾不溶物，對(duì)其洗滌、干燥
④稱量剩余固體的質(zhì)量

（4）加入最后一滴高錳酸鉀溶液，溶液由無(wú)色變成紫色，且半分鐘內(nèi)紫色不腿色

【解析】

試題分析：（1）反應(yīng)②中Mn2O3氧化CH4的化學(xué)方程式為l2Mn2〇3+CH4=8Mn3O4+ CO2 + 2H2O，實(shí)驗(yàn)室通常使用坩堝焙燒固體；

（2）通常所說(shuō)的四氧化三錳中，錳元素的價(jià)態(tài)既有+2，可能也有+3和+4價(jià)，根據(jù)組合形式，可以假設(shè)錳元素的化合價(jià)是+2和+4價(jià)或+2價(jià)和+3價(jià)，也可能是+2、+3和+4共三種可能；

（3）探究固體Mn3O4樣品中Mn元素的化合價(jià)，如果假設(shè)一成立，則試樣先用硫酸銨-硫酸溶液可選擇性溶解試樣中的MnO后，剩余固體MnO2，可通過(guò)測(cè)量其質(zhì)量來(lái)驗(yàn)證；6.87克Mn3O4樣品的物質(zhì)的量為6.87克÷229g/mol=0.3mol，若Mn元素為+2價(jià)、+4價(jià)，根據(jù)化合物中正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0，可知n（MnO）:n（MnO2）=2:1，即n（MnO2）=0.3mol，質(zhì)量為87g/mol×0.3mol=2.61g；故具體操作過(guò)程為：

實(shí)驗(yàn)步驟（不要求寫詳細(xì)的操作過(guò)程）	預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論
①準(zhǔn)確稱取6.87克Mn3O4樣品	若剩余的固體質(zhì)量約為2.61g，則假設(shè)一成立
②加入過(guò)量硫酸銨-硫酸溶液溶解試樣中的MnO
③過(guò)濾不溶物，對(duì)其洗滌、干燥
④稱量剩余固體的質(zhì)量

（4）高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液為紫色，與草酸氫鉀溶液反應(yīng)后變無(wú)色，則用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸氫鉀溶液終點(diǎn)時(shí)的標(biāo)志是加入最后一滴高錳酸鉀溶液，溶液由無(wú)色變成紫色，且半分鐘內(nèi)紫色不腿色。